食品化學(xué)10.2 食品的分割處理

1、食品的分割處理 一、分割處理1、概念將原料切成一定尺寸的特定形態(tài)稱為分割。 2、分割機(jī)械的種類  切片機(jī)：由往復(fù)運(yùn)動(dòng)的臺(tái)及回轉(zhuǎn)刀所構(gòu)成。用于肉、面包、蔬菜等的切片。   切塊機(jī)：切成小方塊的機(jī)器。用于馬鈴薯、水果等的切塊。   面團(tuán)分割機(jī)：用于面團(tuán)的分割。   線切機(jī)：用于餅干、乳酪等的切斷。以金屬線切斷餅干面團(tuán)，特征為面團(tuán)不附著于金屬線。   帶鋸機(jī)：鋸帶以高速上下移動(dòng)的方式鋸斷原料。適用于冷凍或生鮮屠體肉的分割。   面條切截機(jī)：輥筒的間隙調(diào)整至切刀的溝輪幅度以內(nèi)，用于面帶的切斷。圖1:切片機(jī)二、食品的物理機(jī)械分離  

2、分離因子 分離原理 舉例 機(jī)械分離 沉降 重力 密度差 水處理 離心 離心力 密度差 油精制、牛乳脫脂 旋風(fēng)分離 慣性流動(dòng)力 密度差 噴霧干燥 過濾 過濾介質(zhì) 粒子大小 除菌、油噴霧干燥 / 果汁澄清、顆粒分離 壓榨 機(jī)械力 壓力下液體流動(dòng) 油脂生產(chǎn) 平衡分離 蒸發(fā) 熱 蒸汽壓差 液體濃縮 蒸餾 熱 蒸汽壓差 芳香回收 結(jié)晶 冷卻或蒸發(fā) 溶解度或熔點(diǎn) 糖精制、凍結(jié)產(chǎn)品 干燥 熱 水蒸發(fā) 食品脫水 冷凍干燥 熱 凍結(jié) / 升華 食品干燥 反滲透 壓力 / 膜 膜滲透性 果汁濃縮 超濾 壓力 / 膜 膜滲透性 乳清粉生產(chǎn)、牛服濃縮 汽提 非揮發(fā)氣體（蒸汽） 溶解度差 油脂脫臭 浸提 溶劑 有擇溶解

3、度 油提取、蔗糖抽提 吸附 固體吸附劑 吸附勢(shì) 油脂脫色 離子交換 固體樹脂 離子親和力 乳清脫鹽、水軟化 1、過濾 （1）重要性和應(yīng)用 圖2:轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī)（2）操作原理     就是將物料通過過濾介質(zhì)，留下一定大小的粒子。如圖3所示. 過濾與其他膜分離(超濾和反滲透) 的區(qū)別在于被子分離粒子的大小,通常,過濾的粒子大小為0.1m或更大。含有因固體分散體的液體被壓過過濾介質(zhì)，過濾器保留固體粒子，液體通過。典型的是，盡管過濾的壓力（ 30-75psi 200-500kPa）一般比超濾中使用的壓力（50-150psi，350-1000Pa）要稍低，并大大低

4、于反滲透使用的壓力（150-1500psi，1-10Mpa），但是將液體壓過膜仍然要用輕微的壓力。 圖3    過濾體系有各種形式和構(gòu)造, 最常用的一種是板框過濾, 如圖4所示, 在過濾器的每一個(gè)板面安放過濾布, 以便懸浮液能夠被泵入到兩塊過濾板之間的空室中，通過控制對(duì)懸浮液施加壓力, 液體被迫通過過濾器。濾渣則保持在過濾介質(zhì)中。濾渣在過濾器中堆積直至液體不再通過。此時(shí)，過濾器的流動(dòng)必須反向，使過濾器中所含有的濾渣清除出來。 圖4    另一種普通的過濾機(jī)是連續(xù)旋轉(zhuǎn)過濾機(jī)，它能連續(xù)操作，能大流量加工。旋轉(zhuǎn)過濾機(jī)有許

5、多種形式，在圖5中有兩種形式。在連續(xù)轉(zhuǎn)鼓機(jī)中，被過濾的懸浮液在轉(zhuǎn)鼓表面形成一層過濾介質(zhì)，液體組分被吸入內(nèi)部。鼓內(nèi)有真空，增加過濾的速率和效率。當(dāng)鼓旋轉(zhuǎn)大約3/4時(shí)，干的過濾餅被除去并收集。在連續(xù)旋轉(zhuǎn)帶式過濾機(jī)中，漿料被裝上帶頂部，過濾是在帶上從開頭到末端的移動(dòng)進(jìn)行的，使液體通過過濾機(jī)并在底部被收集。一旦達(dá)到終點(diǎn)或轉(zhuǎn)折點(diǎn)時(shí)，過濾餅被除去和收集。還有，在許多情況下真空操作可提供足夠的推動(dòng)力使過濾率提高。旋轉(zhuǎn)帶式過濾機(jī)經(jīng)常用在油脂分餾中除去結(jié)晶脂類物質(zhì)。 圖5:連續(xù)旋轉(zhuǎn)過濾機(jī)2、壓榨 （1）重要性和應(yīng)用 壓榨可以定義為從半固體物料中加壓：典型的種子榨油的加工步驟排出液體。 脫殼種子 軋坯 調(diào)理 蒸汽

6、水 螺旋壓榨 榨餅 過濾 澄清油 （2）操作原理    當(dāng)種子被置于相當(dāng)大的壓力下，種子的細(xì)胞會(huì)破裂，則所含的油流出來。 如圖7所示。為了使內(nèi)部結(jié)構(gòu)破裂，借助于某些壓力應(yīng)用裝置，使種子在平板或過濾器中進(jìn)行壓榨。間歇式壓榨從可可豆中榨出可可油使用的壓力高達(dá)41Mpa（6000psi）。便可以通過活塞裝置或在間隙越來越窄的腔體內(nèi)盤的旋轉(zhuǎn)施加壓力。圖9.7顯示了螺旋壓榨機(jī)的工作原理。 圖6：液壓式壓濾機(jī) 圖73、離心 圖8:立式過濾離心機(jī)（1）重要性和應(yīng)用 應(yīng)用離心機(jī)精制油的簡(jiǎn)單流程 油料NaOH 滯留混合器離心皂腳油水離心水干燥器真空精制油 （2）

7、操作原理     在離心機(jī)中利用旋轉(zhuǎn)力來分離不同密度的物料。在油精制中，用離心機(jī)根據(jù)密度差來從水相（皂液）中分離出油相。在典型的離心分離機(jī)中，如圖9所示，有許多圓盤片，相互重疊，間隔很?。ú坏?cm）。盤子的形狀像漏斗呈45度角。圓盤垛以5000-6000r/min旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生相當(dāng)大的離心力，未精制的油進(jìn)入到圓盤垛的底部，通過圓盤上的一系列洞孔進(jìn)入圓盤垛中。密度比油大的水相，被迫到離心機(jī)的外部區(qū)域，油遷移到離心機(jī)的內(nèi)部，在圓盤垛的中心被收集。油相和水相兩股液流都從離心機(jī)的頂部通過各自的路線被除去。 圖9三、食品的擴(kuò)散平衡分離 1、結(jié)晶 （1）重要性和應(yīng)用 食

8、品 晶體結(jié)構(gòu) 物理屬性 冰琪琳 冰 光滑 凍結(jié)食品 冰 質(zhì)量和質(zhì)構(gòu) 巧克力 油脂 光滑、脆硬、光澤、脂肪顆粒穩(wěn)定性 人造奶油、黃油 油脂 光滑、硬度、呈粒度 方登糖 糖 光滑 鍋熬糖 糖 脆度 豆形膠質(zhì)軟糖等 糖 脆度 糖衣谷物制品 糖 外觀（糖霜） （2）操作原理     為了形成結(jié)晶，液相需要冷卻到凍結(jié)點(diǎn)（如冰或脂肪的熔化狀態(tài)）下或者濃縮到溶解度（如蔗糖、鹽等溶液）之上。為了在食品中凍成冰, 產(chǎn)品必須凍結(jié)到凍結(jié)點(diǎn)(熔化點(diǎn))之下,凍結(jié)點(diǎn)是由相對(duì)小分子質(zhì)量溶質(zhì)(鹽、糖等)的濃度決定的。像鹽和單糖這樣比較小的分子，對(duì)水的凍結(jié)點(diǎn)（熔點(diǎn)）有重要的影響。當(dāng)食品凍

9、結(jié)時(shí)，未凍結(jié)物質(zhì)在這些可溶性組分中變得更濃，凍結(jié)點(diǎn)下降。在凍結(jié)濃縮過程中，凍結(jié)點(diǎn)下降不斷進(jìn)行，直到食品達(dá)到玻璃過渡態(tài)點(diǎn)。 圖10，112、蒸餾 （1）重要性和應(yīng)用 蒸餾被廣泛用于化學(xué)和石油加工工業(yè)中分離具有不同揮發(fā)性的組分。 （2） 操作原理     當(dāng)一種含有不同蒸汽壓組分的物質(zhì)被加熱時(shí)，易揮發(fā)的組分（低蒸汽壓）很容易揮發(fā)，能夠從不易揮發(fā)組分（高蒸汽壓）中分離。在簡(jiǎn)單的間歇式蒸鎦中, 液體混合物被加熱到煮沸, 形成的蒸汽被分離并濃縮而產(chǎn)生一個(gè)揮發(fā)組分高的產(chǎn)物（蒸餾液），使剩留液體（殘液）中的這些揮發(fā)組分被排完。    &#

10、160;在大部分工業(yè)蒸餾操作中，物料進(jìn)入蒸餾柱，當(dāng)物料連續(xù)流過體系時(shí)被加熱。蒸汽上升到柱子頂部并被除去（同時(shí)），而殘留液體降到瓶底使它們被分離（圖12）。當(dāng)液體和蒸汽流在蒸餾柱中相互通過時(shí)，汽液增加蒸餾柱中的分離，一部分濃縮蒸汽被加到柱子的頂部（回流）；一部分腳子被汽化（在重沸器中）并被加到柱子的底部，如圖12 所示。這樣，可加快蒸汽流向柱的上部和液體流向柱的下部。 圖123、吸收/汽提 （1）重要性和應(yīng)用 通過將一種組分選擇性吸收或溶解到液體中來除去蒸汽相中的少量雜質(zhì)，被稱為吸收。 如：除去空氣中的氨或硫化氫。 通過選擇性吸收到氣流中來除去液相中的雜質(zhì)稱為汽提。 如：植物油的脫臭。 （2）

11、操作原理     吸收或汽提的推動(dòng)力是雜質(zhì)化合物在液相和氣相中的濃度差。在吸收中，雜質(zhì)遷移到液相中直至達(dá)到平衡，而在汽提中，雜質(zhì)遷移到氣相中達(dá)到平衡。在汽提中，兩組分之間的蒸汽壓差為選擇性去除揮發(fā)組分（脂肪酸等）提供了推動(dòng)力。在油脂脫臭中，汽提在真空條件（壓力小于1kPa或0.15psia ）和高溫 (200-275 )下進(jìn)行的,以增加組分之間的蒸汽壓差。 圖13，144、提取 （1） 重要性和應(yīng)用     當(dāng)固態(tài)原料中的一種組分被溶解在液體溶劑中時(shí)，這種組分就被提取，這就稱作為浸提或固液抽提。（2） 操作原理 &

12、#160;   固液提取依據(jù)的基本原理是固液之間存在的濃度差，它引起分子從一處擴(kuò)散到另一處。如圖15 所示。實(shí)際上，固體中溶質(zhì)的擴(kuò)散不是浸出的惟一機(jī)制。在固液提取過程中，也存在溶質(zhì)從固體表面洗出、提取物從粒子間微孔中的置換和溶解化反應(yīng)（或不溶性前體中誘導(dǎo)反應(yīng)產(chǎn)生可溶性溶質(zhì)） 圖15    浸提可以間歇式加工也可以連續(xù)進(jìn)行。在間歇加工中，溶劑與制備后的固體密切接觸，間歇時(shí)間由可溶性組分溶出固體的擴(kuò)散速率來決定。一批固體被提取后，空出容器、清洗，重新裝入固體。一組間歇提取器如圖16所示。已經(jīng)設(shè)計(jì)出幾種連續(xù)浸提過程，包括螺旋傳遞提

13、取器和滲濾提取器。溶劑提取片狀油籽的連續(xù)滲濾提取器流程見圖 17。在這種情況中，薄片物料被充入到分離的漏斗中，并沿提取器運(yùn)動(dòng)。溶劑從每個(gè)床的頂部加入并在底部瀝干收集。溶劑的加入方向與薄片物料床的移動(dòng)是逆向的。也可以使用移動(dòng)的傳遞帶沿著提取器的長(zhǎng)度而輸送固體，溶劑以類似的方式逆流輸入。 左圖為圖16，右圖為圖175、 吸附 （1）重要性和應(yīng)用 除去食品中少量成分可以通過選擇性吸附到固體表面來完成。 如：食品加工中的一些應(yīng)用有糖漿和植物油的脫色、水處理中除去污染物和發(fā)酵液的澄清。 （2）操作原理     吸附是一種表面現(xiàn)象，某些分子根據(jù)分子間作用于力可以連結(jié)

14、到固體表面，吸附的程度取決于溶質(zhì)和吸附劑之間的特殊親和力。一般來說，被吸附的化合物量取決于所用吸附劑（固體）的質(zhì)量（或更確切地說是表面積）、被吸附組分的濃度和吸附作用的能量。當(dāng)被吸附物質(zhì)的分子濃度和現(xiàn)有吸附劑面積最高時(shí)，吸附一開始就很快發(fā)生。隨著被子吸附物質(zhì)分子濃度的下降和吸附劑被吸附的分子越來越飽和，吸附的速率則下降。最終，吸附劑被吸附分子飽和，而分離不再可能。此時(shí)，固體必須被處理或再生，并使用新鮮的吸附劑。通常，每當(dāng)有可能增中加工的經(jīng)濟(jì)性時(shí)，吸附劑就再生。 油漂白土 油罐 真空漂白器 過濾器用過的黏土 脫色油 圖：植物油連續(xù)真空脫色 6、離子交換 （1 ）重要性和應(yīng)用  

15、0;  在某些方面，在從食品加工流程中分離組合時(shí)，離子交換與吸附技術(shù)相當(dāng)相似。離子交換和吸附之間的主要差異在于被分離組分的性質(zhì)。在離子交換中。像鹽這樣的離子化合物被分離是基于它們的電荷。一種離子交換樹脂在其表面含有一定的離子組分，它可以與液相中的離子組分交換。 如：軟化水、從精制的糖漿中除去一定的鹽類化合物。以及在酒的澄清中去除酒石酸鹽。 （2） 操作原理     離子交換也是一種表面現(xiàn)象，即樹脂表面的離子與液相中含有的其他離子進(jìn)行交換。這種交換的推動(dòng)力是由于不同種類離子的吸附能差。離子交換就是樹脂上已經(jīng)存在的吸附能較弱的一種離子被溶

16、液中有較高吸附能的一種離子所取代。 例如，水的軟化通常是離子交換樹脂上最初的鈉離子與硬水中的鈣和鎂離子進(jìn)行交換。鈉鹽在高溫時(shí)不會(huì)沉淀，而且也不會(huì)形成水垢，這個(gè)過程常稱為陽離子交換，這是因?yàn)橹挥嘘栯x子（正電荷離子）被交換。也有陰離子交換劑和混合離子交換劑。為了使水完全脫鹽（除去全部離子），可以用混合床離子交換，也可連續(xù)用陽離子和陰離子床。大多數(shù)的家用飲水機(jī)僅僅用陽離子交換處理。 圖187、 滲透 / 電滲析 （1） 重要性和應(yīng)用 滲析是讓物料能過一個(gè)依據(jù)分子大小具有選擇通透性的膜來除去可溶性溶質(zhì)。 如：治療腎臟病人，就是用滲析從血液中選擇性地除去某些組分。 如：從啤酒中除去酒精、乳清選擇性脫鹽和從油脂中除去風(fēng)味化合物。 （2） 操作原理     電滲析是用特殊膜來分離帶電離子，這種膜對(duì)一定大小并帶電荷的